3 (58), 2011 Приложение на материали за космически изображения със свръхвисока пространствена резолюция за
Всички стаи
3 (58) 2011 Прилагане на материали за космически изображения с ултрависока пространствена разделителна способност за проектиране на разработването на въглеводородни находища
(на примера на Сузунското нефтено и газово находище)
Дербенев А.Г., АО "Сибирски научно-аналитичен център", Тюмен, тел./факс 8 (3452) 75-03-50, e-mail: [email protected], web: www.sibsac.ru
Използване на подробни данни от дистанционно наблюдение в проекти за разработване на нефтени и газови находища
Разгледани са особеностите на използването на космически изображения на земната повърхност за оптимизиране на проектните работи при разработването на нефтени и газови находища. Показани са подходи за създаване на широкомащабни тематични карти, базирани на ландшафтно картографиране, базирано на данни от космически изображения със свръхвисока пространствена разделителна способност.
Актуализиране и уголемяване на мащаба на топографската основа
През последните 30 години са настъпили забележими промени в разглежданата територия: размерът на термокарстовите езера се е променил, положението на каналите на големите реки (каналът на река Болшая Хета в меандрите се е преместил до 70 м), границите на горите. Такива промени трябва да се вземат предвид при проектиранетокомуникации и водозащитни зони.
Векторизацията на езера и реки въз основа на сателитно изображение направи възможно привеждането на контурите на хидрографските обекти в реалното им местоположение. Въз основа на тези данни не беше трудно да се изградят съответните водозащитни зони с помощта на ArcGIS.
Топографската карта с мащаб 1:25 000 позволява да се оценят основните характеристики на района, но не е достатъчна за проектиране на изграждането на обекти от полевата инфраструктура. В същото време сателитните изображения с пространствена разделителна способност около 1 метър дават възможност за създаване на актуални карти за датата на проучването в мащаб 1:2000.
Инвентаризация на съществуващи инфраструктурни съоръжения
Често към момента на започване на проектирането на пълномащабно разработване на находище на територията му вече има инфраструктурни съоръжения (пътища, технологични обекти). При наслагване на схеми за проектиране на инфраструктура върху сателитно изображение се наблюдават несъответствия в местоположението и формата на обектите. Използването на сателитни изображения ви позволява да прецизирате и допълвате инфраструктурните схеми.
В хода на работата по разработването на Suzunsky GNM беше изяснена пространствената позиция на инфраструктурните данни, предавани от клиента. Освен това бяха идентифицирани други обекти на стопанска дейност и антропогенни смущения.
Създаване на карта на временни потоци
При проектирането и строителството на пътища в пътните насипи се полагат водостоци, през които се отвеждат дъждовните води. Анализът на архивните космически материали показва, че при проектирането на пътна насипа подценяването на посоката на потока може да доведе до наводняване на големи площи (фиг. 1).
Фиг. 1.Наводнение, причинено от блокиране на водно течение от път.
Водостоците са от особено значение в ниско разположенитерайони на Далечния север, където са широко разпространени процеси на заблатяване и вечна замръзналост, които действат като водоносна вода. В същото време водата тече надолу по склона под формата на микропотоци, които с увеличаване на дължината на склона се сливат в по-големи временни потоци. При проектирането на пътища местата на водостоците се определят по правило по прост механичен начин - на определен интервал. С този подход геотехническите системи не могат да бъдат устойчиви.
В зоната на тундрата временните потоци са добре дешифрирани от характерните линейни форми, които влаголюбивата тревна растителност образува в котловината на потока; особено ясно се вижда при свързване на инфрачервения канал. Схемата на временните водни течения служи като основа за определяне на местоположението на водостоци под пътища.
Отчитането на характеристиките на ландшафта при проектирането на пътища позволява да се намали отрицателното въздействие върху хидроложкия режим на територията и спомага за увеличаване на експлоатационния живот на конструкцията.
Прогноза за корищни деформации на големи реки
Територията на лицензираната зона на Suzunsky GNM се пресича в ширина от голямата река Болшая Хета. Планира се площадките за кладенци да бъдат разположени от различни страни на реката. При проектирането на разположението на съоръженията на полевата инфраструктура е необходимо да се вземе предвид динамиката на каналните процеси.
Въз основа на серия от многовременни архивни сателитни изображения (1987, 2001, 2008, 2009) и топографски карти (1953, 1967 и 1979 г.) се анализира динамиката на деформациите на руслото на река Болшая Хета. Сателитните изображения са подбрани според датите на изследването, съответстващи на периода на лятното маловодие и могат да се сравняват помежду си. Анализът на многовременни сателитни изображения и топографски карти направи възможно изчисляването на планираните деформации(денивелация на канала в метри на година).
Фиг. 2.Определяне на местата на водостоците.
Фиг. 3.Динамика на коритото на реката. Big Heta от 1953 до 2008 г.
Наличието на криволичещ канал в изображенията, изправен от канали в ранните етапи на развитие, с широк пясъчен плаж (фиг. 3), както и характерно съотношение на ширината на долината към ширината на канала, близо до 10 [3], направиха възможно да се припише този участък на реката към типа непълно меандриране според преобладаващия канален процес. Средната дългосрочна скорост на алувиална ерозия на канала в меандрите на реката е около два метра годишно. Значително увеличение на площта на средните точки беше отбелязано в изображенията от 2008–2009 г. Може би това се дължи на хидравличен добив в коритото на реката.
Въз основа на получените данни за скоростта на планираните деформации на канала, моделите на развитие на процесите на канала и използването на цифров модел на релефа, се прогнозира повторно формиране на речния канал до 2020 г. (фиг. 4). Според изчисленията максималната денивелация на канала през следващите 10 години не трябва да надвишава 60 метра. Особено внимание трябва да се обърне на хидравличните драгажни работи в речното корито, които трябва да бъдат строго регламентирани и да отговарят на екологичните стандарти.
Фиг. 4.Прогноза за промени в руслото на реката. Big Heta до 2020 г.
Създаване на тематични карти на база ландшафтно картографиране
Най-информативният резултат от интерпретацията на данни от дистанционно наблюдение е ландшафтна карта. Ландшафтните контури могат да служат и като основа за създаване на производни тематични карти.
Тези карти често се използват при проектиране, докато пространствените данни, показани на тях, трябва да се вземат предвид заедно. По този начин при полагане на вътрешни пътища се вземат предвид следните параметри:като склоновете на територията, наличието на язовири, блата, дървесна растителност по пътя на маршрута. Географските информационни системи (ArcGIS) ви позволяват да обобщите тематични растерни карти и да получите интегрална карта, която показва благоприятни и неблагоприятни условия за строителство като висококачествен фон.
За тестване на методологията е избрана тестова площадка с площ от 25 кв. км. С помощта на софтуера ENVI е извършена тематична интерпретация на изображенията и е създадена ландшафтна карта (фиг. 5). Въз основа на ландшафтната карта в ArcGIS са създадени тематични карти на екологичната стабилност на ландшафтите и карта на субстратната влага. А на базата на дигитален модел на релефа е изградена карта на повърхностните склонове (фиг. 6).
Фиг. 5.Ландшафтно картографиране на ключова област въз основа на сателитно изображение.
Фиг. 6.Обобщаване на растерни тематични карти.
Оценката на стабилността на ландшафта се основава на скоростта на самовъзстановяване на растителността. Дърветата, храстите, храстите имат по-ниска степен на самовъзстановяване от тревите и мъховете. Блатата имат висок възстановителен потенциал, където действат редица механизми, които ускоряват развитието на възстановителните процеси [2]. Следователно, с увеличаване на ролята на дървесна, храстова и храстова растителност, стабилността на ландшафта намалява, докато с увеличаване на проективното покритие на треви и мъхове, то, напротив, се увеличава [1].
Въз основа на тези предположения беше извършена условна градация на природните комплекси на тестовата зона според устойчивостта на механични натоварвания: относително нестабилни природни комплекси получиха стойност от 0 точки, умерено стабилни - 1 точка, относително стабилни - 2 точки. По подобен начин беше направено точкуване на ландшафтите според съдържанието на влага и наклоните на повърхността. езерас площ над 0,2 ха е присвоена стойност 0 точки, блата и наводнени ливади - 1 точка и други ландшафти - 2 точки. Зони с наклони над 150 (стръмни склонове) и водни повърхности получават 0 точки, от 8 до 150 (наклони) - 1, по-малко от 80 (леки наклони и заравнени повърхности) - 2 точки.
В резултат на сумирането на картите се получава обща картографска основа за проектиране на пътя. На фигура 6 (в долната й част) нюансите на зеленото показват зони, които са най-благоприятни за полагане на път, нюансите на червено показват по-малко благоприятни зони. В този пример бяха използвани три параметъра за оценка. Но във всяка конкретна ситуация могат да бъдат въведени допълнителни параметри и корекционни коефициенти.
Заключение
Литература
- Деманов В. Е., Кирикова И. С., Осадчая Г. Г. Методи за изчисляване на потенциалната устойчивост на NTC на Болшеземелската тундра // Екологична експертиза и оценка на въздействието върху околната среда, 1996. № 2. с. 38-45.
- Игошева Н.И. Промени във флората и растителността в процеса на възстановяване на нарушени земи в подзоната на южната хипоарктична тундра // Естествена и антропогенна динамика на земните екосистеми, 2005, стр. 395-399.
- Препоръки за използване на аерокосмическа информация при изследване на каналния процес. Държавната комисия по хидрометеорология и контрол на околната среда на СССР, 1985 г.